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电厂热力系统分析方法概述论文


电厂热力系统分析方法概述 【摘 要】本文主要介绍了国内现有的几种典型的热力系统 分析方法及在该领域的发展过程,评价了这几种较典型的热经济性 分析方法的优缺点。 【关键字】热力系统;分析方法;热经济性 1.前沿 热力系统热经济性分析是电厂节能降耗的理论分析的基础,它既 是电厂热力系统设计、改造的理论依据,又是热力设备经济运行在 线分析、监测的实用技术,其分析和研究具有十分重要的理论和现 实意义。 2.热力系统热经济性分析方法的概况 电厂热力系统热经济性分析方法大都建立在热力学第一和第二定 律的基础上,种类较多,广泛的应用于实际生产领域。分析方法分 为两类:一类是以手工计算为主,评价其他分析方法的精确性通常 以此方法作为校验基准,经常为减少繁重的计算而对实际热力系统 做近似处理,工作量小,但却以牺牲一定的精确性为代价;另一类 是以计算机计算为主,大多采用矩阵形式,属于并联解法。 3.热力系统分析法的认识和分析 3.1 常规热平衡法。 常规热平衡法是随着热力发电工程的出现而采 用的最基本的热力系统分析方法,是一种单纯的汽水流量平衡和能 量平衡方法,是发电厂设计、热力系统分析、汽轮机设计最基本的 方法。它以单个的加热器为研究对象计算出各级加热器抽汽系数, 并利用系统的功率方程和吸热量方程最终求得系统的热经济指标。 该方法概念清晰、计算精确度高,但由于其在定量分析计算中工作 量很大,特别是当热系统较复杂或者是进行热力系统不同方案比较 时,直接应用该方法会非常繁琐。 3.2 循环函数法。循环函数法首次用循环不可逆性来定性分析、用 循环函数式来定量计算蒸汽循环的经济性,既简化了热力系统整体 计算,又解决了辅助用汽水的单项热经济指标。它用串联解法先对 整个热力系统进行计算,得到回热抽汽量和循环效率,然后把热力 系统分为回热循环和辅助循环的相互叠加。该方法采用“单元”为 基本模块计算,非常符合计算机模块化计算的要求,并将矩阵思想 引入单元的计算,简化了使用者对概念的理解。但是循环函数法在 推导中认为不可逆损失只有汽轮机末级的排汽,忽略了末级单元内 加热器疏水入冷凝器所带来冷源损失等,故该方法具有一定的近似 性。 3.3 等效热降法。等效热降是基于热力学的热功转换原理,考虑到 设备的质量、热力系统结构和参数的特点,经过严密的数学推导, 求出几个热力分析参量 hj 和η j 等,以新蒸汽流量不变,循环的初 终参数不变和汽态线不变为前提,以等效热降 hj 来分析热力系统 的热经济性。该方法既可以用于整体的热力系统计算,也可以用于 热力系统局部定量分析。节省大量的繁杂计算,同时该方法局部运 算的热工概念清晰,与一般热力学分析完全一致,易于理解,基本 满足了现场分析需要。 3.4 矩阵分析法。矩阵分析是联立各级回热加热器的热平衡方程 式,通过求解一组包含各级抽汽量的线性方程组完成对热力系统的 计算。矩阵结构与热力系统结构一一对应,矩阵中知阵元素数值与 热力系统中相关热力参数一一对应。当热力系统结构或参数发生改 变时,只需调整矩阵的结构和矩阵元素数值即可,使系统的计算通 用性更佳,非常适合于编制通用计算程序。 3.5 自由路径法。 自由路径法是建立在热力系统中虚拟化流动基础 之上,包括辅助流量进出热力系统的位置,沿其流动的路径可以任 意移动。为保证热力系统热经济性不变,在流量移动前和移动后所 扫过的加热器上需增加相应量的外热量,只要符合虚拟流动的规 则,辅助流量在热力系统中的流动路径是任意的。该方法可以在热 力系统中任意流动组成封闭的循环,沿着任意封闭循环都可以对辅


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